金刚石薄膜的生长分为形核和生长两个阶段,衬底温度、沉积压强、碳氢气体的流量以及衬底偏压等工艺参数直接影响着金刚石薄膜的形核阶段,从而对金刚石薄膜的表面结构以及晶体晶向产生影响,因此将金刚石薄膜生长的工艺参数作为薄膜制备的重要研究对象。本文采用热丝化学气相沉积(HFCVD)的方法在单面为碳面的碳化硅衬底成功制备了金刚石薄膜。研究了各种工艺参数对金刚石薄膜的影响,讨论了它们作用的机理,优化了工艺参数,得出结论如下:1.衬底的预处理能够极大的改善碳化硅衬底表面的微结构,从而对金刚石薄膜的连续性生长产生影响。在机械研磨以及化学清洗的预处理方法下,碳化硅表面生长的金刚石颗粒少、薄膜连续性差且有薄膜脱落的现象;在超声清洗预处理方法下,金刚石颗粒尺寸大小不一,薄膜均匀性较差;在研磨加超声清洗的预处理方法下,金刚石薄膜致密度高、薄膜连续性最好。2.氢气流量的大小与金刚石薄膜的表面形貌和晶体晶向有着密切的关系。当氢气流量较低的时候150 mL/min,氢气的不充足会造成碳氢活性基团不充足,造成生长金刚石薄膜反应过慢,从而导致金刚石薄膜难以形成。当氢气的流量较高的时候200 mL/min,较低的氢气流量有利于(111)面的生长。除此之外,由于氢气流量较低,氢气对石墨的刻蚀不足,从而导致样品出现石墨,造成金刚石薄膜不纯。在氢气流量为250 mL/min情况下,氢气充足有利于(100)面的生长。3.衬底温度以及沉积气压影响金刚石薄膜的形核速率。随着温度(或沉积气压)的提高,金刚石薄膜的形成速率是提升的。衬底温度过高或沉积气压过大都会造成金刚石二次形核出现,破坏金刚石薄膜表面完整性;衬底温度过低或沉积气压过小,碳氢基团反应速率慢,金刚石薄膜生长速率慢。4.衬底偏压提高碳氢离子活性,加快碳氢基团活性反应速率。气压影响真空室内活性基团的碰撞速率,从而对金刚石薄膜生长速率产生影响。随着衬底偏压的增大,金刚石薄膜生长速率更快。但是过压对金刚石薄膜设备负荷较大,并且对金刚石薄膜的生长速率提升不明显,因此将700 V作为金刚石薄膜生长的偏压。